车削加工切削力测量实验报告书(附指导书).docxVIP

车削加工切削力测量实验报告书 学 号 姓 名 小 组 时 间 成 绩 上海大学 生产工程实验中心 2014-11 1 一．实验概述 切削过程中，会产生一系列物理现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度、刀具 磨损等。 对切削加工过程中的切削力、 切削温度进行实时测量， 是研究切削机理的基本实验手段和主要研究方法。 通过对实测的切削力、 进行分析处理， 可以推断切削过程中的切削变形、刀具磨损、工件表面质量的变化机理。在此基础上，可进一步为切削用量优化，提高零件加工精度等提供实验数据支持。 通过本实验可使同学熟悉制造技术工程中的基础实验技术和方法， 理解设计手册中的设 计参数的来由，在处理实际工程问题中能合理应用经验数据。 二．实验目的与要求 1. c p ，对切削力及变形的影响。 掌握车削用量 υ、f 、a 2. 了解刀具角度对切削力及变形的影响。 3. 理解切削力测量方法的基本原理、了解所使用的设备和仪器。 4. 理解切削力经验公式推导的基本方法，掌握实验数据处理方法。 三．实验系统组成 实验系统由下列设备仪器组成 1、微型数控车床 KC0628S 2、车床测力刀架系统（图 1），包括 1）车削测力刀架 2）动态应变仪 3） USB 数据采集卡 4）台式计算机 台式计算机 虚拟仪器 USB 线 USB 数采器 微型车床 测力刀架  放大器 图 1 2 四、实验数据记录与数据处理 切削力测量记录表 1 工件材料 实 验 刀 结构 材料 条 具 件 外圆车刀 序 转 速 切削速度 号 (rpm) (m/min) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16  工件直径 前 角 副 后 主偏 副偏 刃倾 后角 角 角 角 规格 角 0 0 r s 0 r 切削深度 进 给 量 主切削力 Fc 背向力 Fp (mm) (mm/r) (N) (N) 3 请按指数规律拟合主切削力或背刀力和切削深度、进给量的关系，建立切削力的经验公式。 答：（请将数据处理过程写于此处） 4 附录：车削加工切削力测量实验指导书 一 . 实验概述 切削过程中，会产生一系列物理现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度、刀具 磨损等。 对切削加工过程中的切削力、 切削温度进行实时测量， 是研究切削机理的基本实验手段和主要研究方法。 通过对实测的切削力、 进行分析处理， 可以推断切削过程中的切削变形、刀具磨损、工件表面质量的变化机理。在此基础上，可进一步为切削用量优化，提高零 件加工精度等提供实验数据支持。 通过本实验可使同学熟悉制造技术工程中的基础实验技术和方法， 理解设计手册中的设 计参数的来由，在处理实际工程问题中能合理应用经验数据。 二 . 实验目的与要求 5. c p ，对切削力及变形的影响。 掌握车削用量 υ、f 、a 6. 了解刀具角度对切削力及变形的影响。 7. 理解切削力测量方法的基本原理、了解所使用的设备和仪器。 8. 理解切削力经验公式推导的基本方法，掌握实验数据处理方法。 三 . 实验系统组成 实验系统由下列设备仪器组成 微型数控车床 KC0628S 车床测力刀架系统（图 1），包括：（1）车削测力刀架 （2）动态应变仪 （3） USB 数据采集卡（4）台式计算机 图 1 实验系统 5 3.三向切削力传感器结构与工作原理 三向切削力传感器是一种以电阻式应变片为敏感元件的力传感器。 它具有八角扁环型结 构（上下环）的弹性元件。 八角扁环是用整体钢材加工成八角状结构，从而避免接触面间的 摩擦和螺钉夹紧的影响。 在八角状弹性元件的适当位置粘贴电阻应变片作为敏感元件。 弹性 元件受力变形后，导致电阻应变片变形，引起电阻应变片的电阻值变化，见图 2。其电阻变 化率△ R/R 与应变△ L/L 有如下的线性关系： △ R/R=K 0* △ L/L=K 0* ε 式中 K o 为电阻应变片的应变灵敏系数，一般 K o=2.0~2.4 ； ε —八角状弹性元件的应变。 由于应变片电阻的电阻变化率△ R/R 是很小的。 故此需外接电阻应变仪， 将电阻应变片的微小变化量放大，进而转变成电流（电压）的变化量，形成电信号输出。在电阻应变仪的 输出端连接计算机数据处理仪，对此信号进行实时采样， A/D 转换、形成数字数据流输出，存储，形成实验数据的实时记录文档。 图 2 三向切削力传感器示意图 四 . 实验原理 1．切削力测量 车削工件时， 车刀安装在三向切削力传感器前端， 可以将切削力传递给传感器的八角扁 环。切削力中的进给抗力分量 F f 使八角环受到切向推力，切深抗刀分量 F p 使八角状环受到 压缩，主切削力分量 F c 使八角环上面受拉伸下面受压缩。对于这种不同的受力情况，在八角环上适当地布置应变片 ,就